JPH0538517U - 傾斜検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で容易にかつ簡単に検出角度の設定がで
き、しかも角度センサーの可動部のダンパー作用を簡単
な構成で実現すること 【構成】 被検査対象物１２に取り付け可能なハウジン
グ２に収納されその傾斜状態に応じた検出信号が出力さ
れる角度センサー１を有し、上記被検査対象物の許容の
所定の傾斜角を設定する検出角設定手段９の設定値と上
記角度センサー１による検出値との比較により、被検査
対象物の傾斜を検出する検出するように構成する。そし
て、角度センサー１は傾斜角に対応して回動する磁性体
よりなる可動部６を有し、その可動部６に対向して円弧
状の磁気シート材６を配置し、この磁気シート材６によ
り可動部に対してダンパー作用をするように構成。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種の機械や設備等一定の角度以上に傾斜してはならないような対 象物に取り付けられてその傾斜を検出するようにした傾斜検出装置に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

例えばクレーンやブルドーザー等建設土木機械のように、大型で一定の角度以 上に傾斜して転倒すると非常に危険である機械設備に対し、その傾斜を検出して 一定の傾斜角以上になれば警報を発するようにするため、角度センサーが備えら れている。

【０００３】 この種角度センサーは、最近、半導体磁気抵抗素子（以下ＭＲ素子という）と 、これに対向して回動しその抵抗値を変化させるマグネットと、該マグネットに 傾斜に応じた回動を付与するための振子状の可動部とを備え、上記半導体磁気抵 抗素子の抵抗変化をもって傾斜変化を検出するようにした角度センサーが使用さ れるようになった。これは、マグネットの機械的な角度の変化をＭＲ素子の抵抗 値という電気的な変化として取り出すことができる点で、その処理に非常に便利 であり採用されるに至っている。

【０００４】 ところが、振子状の可動部は、被検査対象物の傾斜角変化時にこれに対応して できるかぎり感度良く変化するようにしているため、角度変化発生時にその慣性 モーメントによって、振子状に振動することとなる。そのため、従来は、この角 度センサーごとオイルに浸し、オイルの粘性によって可動部の振動を押さえ、角 度変化時に、可動部を早く所定の位置に安定させるようにし、その角度センサー の出力抵抗値で被検査対象物の傾斜を検出するようにしているのである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら上記のような従来の傾斜検出装置は、角度センサーをオイルに浸 すという構造を採用しているため、その密閉構造が大掛かりになり、またオイル の粘性管理をも行わなければならない等、非常に高価なものであり、限られた機 械設備にしか用いられていないのが現状である。

【０００６】 本考案は、上記従来の問題点に鑑み、安価で容易にかつ簡単に検出角度の設定 ができ、しかも角度センサーの可動部のダンパー作用を簡単な構成で実現できる 傾斜検出装置を提供することを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課顕を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案の傾斜検出装置は、被検査対象物に取り付け 可能なハウジングと、該ハウジングに収納されその傾斜状態に応じた検出信号が 出力される角度センサーと、上記被検査対象物の許容の所定の傾斜角を設定する 検出角設定手段と、上記角度センサーによる検出値と上記検出角設定手段の設定 値との比較により被検査対象物の傾斜を検出する検出手段とを備え、上記検出手 段の出力により被検査対象物の傾斜を検出するように構成したものである。

【０００８】 また、本考案は、角度センサーを、傾斜角に対応して回動する磁性体よりなる 可動部とし、その可動部に対向して円弧状の磁気シート材を配置し、この磁気シ ート材により可動部に対してダンパー作用をするように構成したものである。

【０００９】 また、角度センサーは、半導体磁気抵抗素子と、これに対向して回動するマグ ネットと、該マグネットに傾斜に応じて回動を付与するための振子状の可動部と を備え、上記半導体磁気抵抗素子の抵抗変化をもって傾斜変化を検出するように したものである。

【００１０】 また、角度センサーの検出値を検出角設定手段により設定する角度設定時の設 定確認用表示手段を設け、設定確認可能に構成したものである。

【００１１】 また、角度センサーの可動部に非磁性体を介して磁石を設け、該磁石の磁気シ ート材対向面側磁極と磁気シート材の磁極とを相互に引き合う異極をもって構成 したものである。

【００１２】

【作用】

本考案は上記した構成によって、角度センサーによる傾斜の検出値が検出角設 定手段による設定値になったとき検出手段が出力を発することとなる。また、角 度センサーの可動部は、磁気シートの吸引力によるダンパー作用によってその無 用な振動が押さえられて傾斜角を安定に検出することとなる。また、角度センサ ーは、被検査対象物の機械的な変化にマグネットの回動で対応し、そのマグネッ トの回動により半導体磁気抵抗素子が抵抗変化として出力することとなる。また 、検出角の設定を設定手段により行う際に、設定確認用表示手段の確認により容 易に行うこととなる。

【００１３】

【実施例】

以下本考案の傾斜検出装置の実施例について、図１〜図４を参照しながら詳細 に説明する。

【００１４】 図において、１はハウジング２に収納された角度センサーであり、この角度セ ンサー１は、図２に示すように、ＭＲ素子３と、その抵抗値を変化させる回動自 在なマグネット４と、該マグネット４に回動力を付与するべく軸５を中心に振子 状に回動する可動部となるヨーク部６とを備え、上記ＭＲ素子３の端子Ｔ１，Ｔ ２に電源電圧を供給し、端子Ｔ３にマグネット４の傾斜に対応する抵抗値の変化 （すなわち電圧の変化）出力を得るものである。７は上記ヨーク部６の先端部に 対向してハウジング２内に配置された磁気シート材であり、ヨーク部６の先端部 の円弧運動に対して一定の間隔を有するように円弧状に構成されている。また、 ８は上記角度センサー１を取り付けたプリント配線基板であり、このプリント配 線基板８には、角度センサー１の他、検出角設定手段である角度設定用可変抵抗 器９と、傾斜検出時の確認用表示手段を兼ねた角度設定時の設定確認用ＬＥＤ１ ０と、後述する検出回路を構成する回路構成部品１１とを設けている。そして、 上記ハウジング２はそのベース２ａを、被検査対象物１２の所定位置に取り付け 可能としている。

【００１５】 上記磁気シート材７は、磁性体であるヨーク部６を常時一定の吸引力で付勢す ることとなり、被検査対象物１２の傾斜状態変化時のヨーク部６の無用な振動を 押さえ、速やかに安定状態とする働きをすることができるものである。また、こ の磁気シート材７のヨーク部６に対する吸引力は、被検査対象物１２の傾斜状態 変化時に、ヨーク部６が対応して可動するのに支障が無い程度のものであること はいうまでもない。

【００１６】 次に、図３に示す回路図に基づいて説明する。１３は安定化電源回路であり、 この回路１３へはバッテリー又は商用電源の所定の電圧が適宜印可されているも のであるが、電源電圧が不安定であると検出精度に悪影響を及ぼすので、一定電 圧に保つためのものである。この安定化電源回路１３の出力電圧が、上記ＭＲ素 子３の入力端子Ｔ１，Ｔ２に供給され、かつ上記角度設定用可変抵抗器９にも供 給される。１４はコンパレータ回路であり、上記ＭＲ素子３の出力端子Ｔ３の電 圧Ｖ１と上記角度設定用可変抵抗器９の出力電圧Ｖ２とを比較し、ＭＲ素子３の 出力電圧Ｖ１が大きくなると、すなわち被検査対象物１２の傾斜が設定値より大 きくなると出力する検出手段となるものである。上記コンパレータ回路１４の出 力があると、出力回路１５を介して出力端子１６より出力信号が発せられ、操作 者への警報や機械設備の停止信号として利用される。上記出力回路１５はまた、 出力端子１６への出力と同時に上記ＬＥＤ１０の点灯も行って、傾斜検出時の確 認表示を行うことができる。

【００１７】 ここで、ＬＥＤ１０は、前述のように、傾斜検出時の確認用表示手段として利 用することができるが、角度設定用可変抵抗器９による検出角度設定時の設定確 認用表示手段としての働きもしている。すなわち、ハウジング２を被検査対象物 １２の許容傾斜角に合わせて傾斜させた状態で、角度設定用可変抵抗器９のつま み９ａを調整し、このＬＥＤ１０の点灯開始位置にセットすることにより、角度 設定用可変抵抗器９を設定するものである。また、角度設定用可変抵抗器９の設 定は、被検査対象物１２の機械設備によっては、ハウジング２を被検査対象物１ ２に取り付けた後に、当該被検査対象物１２自体を傾斜させて、上述と同様な作 用によりＬＥＤ１０を点灯させ設定することもできる。

【００１８】 以上のように構成された傾斜検出装置について、以下その動作について説明す る。

【００１９】 まず、被検査対象物１２がハウジング２を取り付けてから角度設定用可変抵抗 器９の調整ができないようなものであれば、ハウジング２の取り付け以前に、当 該被検査対象物１２の許容傾斜角度に対応させてハウジング２を傾斜させた状態 で、角度設定用可変抵抗器９を調整し、ＬＥＤ１０が点灯し始める位置を設定す る。この、設定状態は、ＭＲ素子３の出力端子Ｔ３に出力される電圧Ｖ１が許容 傾斜角度に対応する電圧を出力し、この電圧が、角度設定用可変抵抗器９により 設定される設定電圧Ｖ２と一致した状態であり、このときの角度設定用可変抵抗 器９の調整値を当該被検査対象物１２の傾斜角検出の基準値とするのである。そ のように設定した後、ハウジング２を被検査対象物１２に取り付ける。そして、 被検査対象物１２の使用中において、当該被検査対象物１２が傾斜することによ り、角度センサー１のヨーク部６は常に下方向となるように作用するが、その際 ヨーク部６は磁気シート材７の吸引作用により、無用な振動をすることなく、被 検査対象物１２の傾斜に対応する。その傾斜が上記設定した傾斜角以上になった とき、ＭＲ素子３の検出電圧Ｖ１が角度設定用可変抵抗器９の設定電圧Ｖ２より 大きくなり、コンパレータ回路１４は出力し、出力回路１５はＬＥＤ１０を点灯 すると共に出力端子１６より制御出力を発する。

【００２０】 なお、上記コンパレータ回路１４は、被検査対象物１２が一方へ傾斜すること を前提として構成したが、反対方向への傾斜を検出するには、コンパレータ回路 １４をもう１回路設けて、設定値よりＭＲ素子３の検出出力が小さくなったとき 出力を発するように構成すれば良い。

【００２１】 また、上記ヨーク部６は、磁気シート材７により直接吸引する構成としたが、 図４に示すように、ヨーク部６を短く形成し、これに非磁性体１７を介して磁性 体１８を設け、この磁性体１８を磁気シート材７により吸引する構成としても良 い。上記ヨーク部６は、マグネット４がＭＲ素子３に対し作用するための磁気回 路を構成するものであり、上記第１の実施例では磁気シート材７との磁気結合に よって若干の影響が出ることになるので、ヨーク部６に対して磁気シート材７の 磁気影響を完全に及ぼさないようにしたのがこの実施例である。すなわち、ヨー ク部６に一体成形した合成樹脂等の非磁性体１７の先端に、上記磁気シート材７ の磁気に対して吸引される鉄等の磁性体１８を一体成形したものであり、磁気シ ート材７によるマグネット４の磁気回路への影響をなくしながら、ヨーク部６の 無用な振動を押さえるべく、磁気シート材７によって磁性体１８を吸引するもの である。

【００２２】 なお、上記図４に示す磁性体１８に換えて、磁石を取り付け、この磁石を磁気 シート材７により吸引する構成としても良い。この場合は、該磁石の磁気シート 材７対向面側磁極と磁気シート材７の磁極とを相互に引き合う異極をもって構成 すると共に、当該引き合う吸引力をヨーク部６が被検査対象物１２の傾斜の変化 に応じて可動するのに支障がない程度とすることはもちろんのことである。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように本考案は、被検査対象物に取り付け可能なハウジングと、該ハウ ジングに収納されその傾斜状態に応じた検出信号が出力される角度センサーと、 上記被検査対象物の許容の所定の傾斜角を設定する検出角設定手段と、上記角度 センサーによる検出値と上記検出角設定手段の設定値との比較により被検査対象 物の傾斜を検出する検出手段とを備え、上記検出手段の出力により被検査対象物 の傾斜を検出するように構成したものであり、安価で容易にかつ簡単に検出角度 の設定ができるものである。しかも、角度センサーの可動部のダンパー作用は、 磁気シートの吸引力によるダンパー作用という簡単な構成で実現でき、これによ ってその無用な振動が押さえられて傾斜角を安定に検出することができるもので ある。また、検出角の設定を設定手段により行う際に、設定確認用表示手段を確 認しながら容易に行うことができるものであり、非常にに有効なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例における傾斜検出装置の
断面図である。

【図２】同装置の角度センサーの要部を示す説明図であ
る。

【図３】同装置の電気回路のブロック図である。

【図４】同他の実施例の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 角度センサー ２ ハウジング ３ ＭＲ素子 ４ マグネット ６ ヨーク部（可動部） ７ 磁気シート材 ９ 角度設定用可変抵抗器（検出角設定手段） １０ ＬＥＤ（設定確認用表示手段）

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査対象物に取り付け可能なハウジン
   グと、該ハウジングに収納されその傾斜状態に応じた検
   出信号が出力される角度センサーと、上記被検査対象物
   の許容の所定の傾斜角を設定する検出角設定手段と、上
   記角度センサーによる検出値と上記検出角設定手段の設
   定値との比較により被検査対象物の傾斜を検出する検出
   手段とを備え、上記検出手段の出力により被検査対象物
   の傾斜を検出するように構成したことを特徴とする傾斜
   検出装置。
2. 【請求項２】 角度センサーは、傾斜角に対応して回動
   する磁性体よりなる可動部を有し、その可動部に対向し
   て円弧状の磁気シート材を配置し、この磁気シート材に
   より可動部に対してダンパー作用をするように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載の傾斜検出装置。
3. 【請求項３】 角度センサーは、半導体磁気抵抗素子
   と、これに対向して回動するマグネットと、該マグネッ
   トに傾斜に応じて回動を付与するための振子状の可動部
   とを備え、上記半導体磁気抵抗素子の抵抗変化をもって
   傾斜変化を検出するようにしたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の傾斜検出装置。
4. 【請求項４】 角度センサーの検出値を検出角設定手段
   により設定する角度設定時の設定確認用表示手段を設
   け、設定確認可能に構成したことを特徴とする請求項
   １，２又は３記載の傾斜検出装置。
5. 【請求項５】 角度センサーの可動部に非磁性体を介し
   て磁石を設け、該磁石の磁気シート材対向面側磁極と磁
   気シート材の磁極とを相互に引き合う異極をもって構成
   したことを特徴とする請求項２又は３記載の傾斜検出装
   置。